考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法
【專利摘要】本發明公開了電力系統穩定分析【技術領域】中的一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法。系統包括順序相連的數據采集模塊、時滯穩定控制器生成模塊、非線性項解耦模塊和結果輸出模塊；方法包括：采集網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角；建立考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器；對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦，得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器；輸出考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。本發明在電力系統發生跳變情況下，形成的控制器正確且有效，同時，與未考慮跳變的時滯控制方法相比，本發明的控制效果更佳。
【專利說明】考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統穩定分析【技術領域】，尤其涉及一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法。
【背景技術】
[0002]隨著互聯電網的規模及復雜度的不斷增加，區間振蕩問題日益突出。作為阻尼區間振蕩的廣域阻尼控制策略，由于受到電網規模擴大帶來的時滯影響，其控制效果將大為減弱，甚至失效。
[0003]目前國內外學者在電力系統時滯穩定控制器研究方面取得了大量有益成果，主要有:利用Pade近似法消除了時滯特征方程的超越項并設計廣域PSS阻尼控制器，但未充分考慮時滯對控制的影響；在計及時滯項的基礎上，構造了基于線性矩陣不等式理論的時滯控制器，但該控制器具有較高的保守性；借助自由權矩陣，獲得了保守性較低的廣域時滯阻尼控制器，但在求解過程需要迭代，求解效率較低。以上控制策略均針對非跳變電力系統，當電力系統運行狀態及參數發生跳變時，將有可能導致跳變后的系統由于采用跳變前的時滯控制器而失穩。
[0004]針對以上問題，本發明提出一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法。首先利用讀入的廣域信號數據建立時滯系統狀態方程。其次，該發明將基于自由權矩陣的牛頓-萊布尼茲公式與考慮Markov跳變的時滯系統模型引入至Lyapunov_Krasovskii(李雅普諾夫-克拉索夫斯基)泛函的微分方程中，形成考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器，在此基礎上，利用Schur補對控制算法中的非線性項進行解耦，并將含有非線性項的矩陣不等式轉化為標準線性矩陣不等式，從而得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。基于IEEE16機68節點系統仿真表明，在電力系統發生跳變情況下，本發明形成的控制器正確且有效，同時，與未考慮跳變的時滯控制方法相比，該控制策略控制效果更佳，且保守性更小。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，提供一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統及其方法，用于解決傳統時滯穩定控制未考慮電力系統跳變特性的難題。
[0006]為了實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統，其特征是所述系統包括順序相連的數據采集模塊、時滯穩定控制器生成模塊、非線性項解耦模塊和結果輸出模塊；
[0007]所述數據采集模塊用于采集網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角，并將采集數據發送至時滯穩定控制器生成模塊；
[0008]所述時滯穩定控制器生成模塊用于根據網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角，建立考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器；
[0009]所述非線性項解耦模塊用于對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦，將含有非線性項的矩陣不等式轉化為標準線性矩陣不等式，得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器；
[0010]所述結果輸出模塊用于輸出考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。
[0011]一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制方法，其特征是所述方法包括:
[0012]步驟1:采集網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角；
[0013]步驟2:建立考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器；
[0014]步驟3:對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦，得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器；
[0015]步驟4:輸出考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。
[0016]所述考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器為Kmi=ViL1-1 ；
[0017]Kffli為考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器；
[0018]Vi和Li為適維矩陣且Li=LiSo,同時Vi和Li滿足:
[0019]對于給定標量h>0和u，存在矩陣Wi=WiT≥0，矩陣R=RT>0，矩陣
【權利要求】
1.一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制系統，其特征是所述系統包括順序相連的數據采集模塊、時滯穩定控制器生成模塊、非線性項解耦模塊和結果輸出模塊； 所述數據采集模塊用于采集網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角，并將采集數據發送至時滯穩定控制器生成模塊； 所述時滯穩定控制器生成模塊用于根據網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角，建立考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器； 所述非線性項解耦模塊用于對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦，將含有非線性項的矩陣不等式轉化為標準線性矩陣不等式，得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器； 所述結果輸出模塊用于輸出考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。
2.一種考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:采集網絡結構參數、系統內發電機頻率和功角； 步驟2:建立考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器； 步驟3:對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦，得到考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器； 步驟4:輸出考慮電力系統跳變特性的時滯穩定控制器。
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征是所述考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器為Kmi=ViLr1 ； Kffli為考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器； Vi和Li為適維矩陣且Li=LiSo,同時Vi和Li滿足: 對于給定標量h>0和μ，存在矩陣Wi=W/≥O,矩陣R=RT>0，矩陣
4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征是所述對考慮電力系統時變特性的非線性最小化時滯控制器中的非線性項進行解耦具體包括:
子步驟Al:對矩陣不等式
【文檔編號】H02J3/24GK103812123SQ201410071991
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】馬靜, 李俊臣, 朱祥勝, 李益楠, 馬偉, 王增平 申請人:華北電力大學